O Método da Velocidade Inicial
Por: guilhermesdm98 • 9/11/2017 • Relatório de pesquisa • 715 Palavras (3 Páginas) • 1.165 Visualizações
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FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL II
Determinação da Ordem de Uma Reação: Método da Velocidade Inicial
Francyene Souza Portela
Monalisa Azevedo Moreira
LAVRAS – MG
2017
Introdução
A ordem de uma reação é uma relação matemática entre a velocidade em que uma reação química ocorre e a concentração dos reagentes envolvidos nesta reação. Essa velocidade refere-se ao tempo gasto para que os reagentes sejam consumidos para formar os produtos (Atkins & Jones, 2012).
Desta maneira, cinética química é o ramo da físico-química que estuda o tempo necessário para que as reações ocorram (Atkins, 2008).
Segundo Atkins e Jones (2012) mudanças instantâneas ocorrem no início de uma reação, para observar tais mudanças de maneira gradual no decorrer da reação utiliza-se a lei das velocidades iniciais para a determinação da ordem de sua reação, como pode ser observado no exemplo abaixo:
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Figura 1. Gráfico de Concentração versus tempo.
Para determinar esta grandeza, um dos métodos utilizados consiste em analisar a relação entre a velocidade inicial e a concentração dos componentes. Sendo assim, a lei de velocidade da reação a seguir, ɑA + βB ---> γC + бD, pode ser dada por (Atkins, 2008):
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Como pode ser observado pela equação acima, a concentração dos reagentes tendem a diminuir com o tempo, onde o sinal negativo representa o decaimento desta espécie.
Pela equação representada, os termos ɑ e β relacionam-se com as concentrações dos reagentes A e B e a velocidade em que sua reação ocorre e a ordem global desta reação química pode ser determinada pela soma de ɑ + β. Já a constante K depende da temperatura e de sua composição, mas é independente das concentrações, sendo assim cada reação possui sua lei de velocidade e constante específicas.
Portanto, os expoentes ɑ e β são determinados experimentalmente pelo método das velocidades iniciais que consiste em anter a concentração de B constante e variar a concentração de A para determinação de ɑ. Posteriormente variar a concentração de B e manter constante a concentração de A para determinação de β (Atkins, 2008), logo:
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Aplicando o logaritmo dos dois lados da equação temos:
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Dessa forma, por meio da regressão linear de V0 versus [A0] (ou [B0]), determina-se ɑ ou β sendo o coeficiente angular.
Como esta grandeza é responsável pela variação da constante de equilíbrio de uma reação química, a maioria das vezes é necessário manter constante a temperatura da reação.
Objetivo
Determinar a ordem de uma reação utilizando o método da velocidade inicial.
Materiais e Reagentes
- Pipetas de 20, 10 e 5 mL;
- Dez erlenmeyers de 250 mL;
- Bureta;
- Termômetro 0 - 100º C;
- Tiossulfato de sódio 0,01 M;
- Nitrato férrico 0,017 M;
- Ácido Nítrico 0,01 M;
- Nitrato de Potássio 0,1 M;
- Água destilada;
- Solução aquosa de amido 0,5%;
- Iodeto de potássio 0,025M.
Procedimento
Inicialmente enumerou-se os dez erlenmeyers de 250 mL e com o auxílio de pipetas e provetas as quantidades de A, B, C, D e E foram transferidas a cada um de acordo com a Tabela 1;
Posteriormente para a realização da titulação, uma bureta foi preenchida com tiossulfato de sódio;
Para iniciar a titulação com o frasco 1, adicionou-se a quantidade de KI indicada na coluna F da Tabela 1, agitando a solução para homogeneizá-la e ao mesmo tempo o cronômetro foi disparado;
Adicionou-se o tiossulfato de sódio após 30 segundos, até o desaparecimento da cor azul e a quantidade de volume gasto de tiossulfato de sódio foi anotado. Para que reaparecesse a cor azul foi preciso continuar agitando e anotou-se o intervalo de tempo;
Após 60 segundos a mesma quantidade de volume gasto na primeira titulação de tiossulfato de sódio foi adicionado. Para o reaparecimento da cor azul foi preciso continuar agitando e o intervalo de tempo foi anotado.
O procedimento foi repetido para os outros nove frascos;
Observa-se que o experimento foi realizado em triplicata de maneira direta.
Tabela 1. Quantidades de solução de Fe(NO3)3, KNO3, H2O, amido, KI e HNO3.
Frasco | A | B | C | D | E | F |
Fe(NO3)3 (mL) | HNO3 (mL) | KNO3 (mL) | H2O (mL) | Amido (mL) | KI (mL) | |
1 | 10 | 10 | 50 | 25 | 5 | 25 |
2 | 20 | 10 | 40 | 25 | 5 | 25 |
3 | 30 | 10 | 30 | 25 | 5 | 25 |
4 | 40 | 10 | 20 | 25 | 5 | 25 |
5 | 50 | 10 | 10 | 25 | 5 | 25 |
6 | 25 | 10 | 50 | 25 | 5 | 10 |
7 | 25 | 10 | 40 | 25 | 5 | 20 |
8 | 25 | 10 | 30 | 25 | 5 | 30 |
9 | 25 | 10 | 20 | 25 | 5 | 40 |
10 | 25 | 10 | 10 | 25 | 5 | 50 |
Resultados e Discussões
Conclusão
Referências
ATKINS, P; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente, 5ª ed, Porto Alegre, Ed.Bookman, 2012.
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